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International audience; Water purification by foaming in a bubble column is a major challenge for research. It leads to the development of innovative airlift column operated under depression. Sea water clarification by bubble column is well documented , but for freshwater remains insufficiently studied. Extraction of suspended clay particles in freshwater is carried out in an airlift column. The system used is under depression and operates in a closed circuit, thanks to a recirculation tank. Methyl isobutyl carbinol (MIBC) and soluble casein are used as surfactants to allow extraction. Clay used is fine and ultra-ventilated and a turbidimeter is used to measure turbidity. This study showed that the combined use of methyl isobutyl carbinol and casein in the airlift column makes it possible to completely clarify water loaded with clay particles. A tur-bidity of less than 1 NTU is obtained after 30 minutes of extraction.

International audience

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience; L'étude présentée dans ce manuscrit a pour objectif de déterminer les fonctions indicatrices de phase d'un écoulement diphasique au sein d'une colonne air-lift à dépression. Ces fonctions sont le taux de vide, la vitesse d'interface et la granulométrie des bulles, le débit et la vitesse de la phase liquide. La colonne air-lift à dépression qui fait l'objet de la présente étude est basée sur le principe de l'air-lift et de la flottation, le tout sous dépression. La technologie a été brevetée par l'IFREMER et l'INSA de Lyon. La colonne combine dans son fonctionnement des fonctions de pompage hydraulique, de transferts de solutés et de séparation de phases particulaires et qui a la particularité de minimiser les coûts énergétiques. Le procédé de colonnes air-lift sous dépression est en cours de développement et l'étude expérimentale de son hydrodynamique est l'un des axes en cours d'exploration en vue d'optimiser sa conception et son fonctionnement. Les expériences ont été réalisées sur une colonne verticale composée de deux tubes concentriques en plexiglas connectées à un bassin de recirculation d'eau et à une pompe à vide. Pour l'ensemble des expériences une eau déminéralisée est utilisée dont le débit est mesuré par un débitmètre par ultrason. L'air comprimé du réseau est filtré, puis passe à travers un pressostat avant d'entrée dans un débitmètre massique permettant de consigner le débit d'air voulu pour l'air-lift. L'analyse expérimentale est effectuée à l'aide d'une instrumentation diphasique constituée par une bi-sonde à fibre optique. L'utilisation des techniques expérimentales a permis d'avoir une meilleure compréhension de l'hydrodynamique de l'écoulement diphasique. La bi-sonde à fibre optique posée entre brides de colonne a permis d'avoir une cartographie complète de l'écoulement de la phase dispersée. L'utilisation d'un débitmètre massique et d'un débitmètre par ultrason, dans différentes configurations de l'écoulement, a permis d'avoir des données sur le fonctionnement de la colonne. L'hydrodynamique de la phase liquide de la colonne illustre bien que le débit liquide dans la colonne air-lift est directement proportionnel au débit d'air injecté sur la plage des débits d'air de 2 à 30 l/mn. Par contre pour des débits d'air au-delà de 30 l/mn, un phénomène inverse sur le débit liquide, avec une diminution de ce dernier est observé. L'analyse hydrodynamique de la phase dispersée à l'aide de la bi-sonde optique, a permis de déterminer qu'une période d'échantillonnage de 10.000 bulles est représentative pour les essais. L'examen des résultats obtenus montre qu'à partir de 10.000 bulles, le diamètre de bulles reste relativement stable. Le taux de vide obtenu est directement proportionnel au débit d'air injecté dans la colonne.

Mass transfer at gas-liquid interfaces is of great importance in many environmental and industrial processes. The mass transfer velocity strongly depends on the flow characteristics in rally thin sublayers underneath the interface. In the present study, a controlled turbulence is generated by an oscillating grid appartus and characterized by Particle ImageVelocimetry measurements (PIV). Quenched Planar Laser Induced Fluorescence (Q-PLIF) and StereoscopicParticle Image Velocimetry (SPIV) techniques are applied in the sub-surface region to describe the turbulence and the mass transfer phenomena close to the interface.The strongly three-dimensional feature of the flow is identified, and its influence on scalar concentration profiles and structures is observed., Le transfert de masse au niveau d'une interface gaz-liquide est un phénomène d'importance dans de nombreux procédés industriels et environnementaux. Sa vitesse dépend fortement des caractéristiques de l'écoulement dans une très fine région située directement sous l'interface. Dans cette étude, une turbulence contrôlée est générée au moyen d'un dispositif de grille oscillante et caractérisée par PIV (Particle Image Velocimetry). Des techniques de PLIFB (Planar Laser Induced Fluorescence « Bloquée ») et de PIV Stéréoscopique (SPIV) sont appliquées dans la région proche interface pour y décrire la turbulence et les phénomènes de transfert de masse. Un écoulement fortement tridimensionnel et une influence marquée de la turbulence sur les profils de concentration et le coefficient de transfert de masse sont observés.

International audience

International audience; To calculate bed load, engineers often use flow resistance equations that provide estimates of bed shear stress. In these equations, on the basis of the estimate of the appropriate hydraulic radius associated with the bed only, the bed roughness k s is commonly set as a constant, whatever the bed load intensity. However, several studies have confirmed the existence of feedback mechanisms between flow resistance and bed load, suggesting that a flow-dependent bed roughness should be used. Therefore, using a data set composed of 2282 flume and field experimental values, this study investigated the importance of these feedback effects. New flow resistance equations were proposed for three flow domains: domain 1 corresponds to no bed load and a constant bed roughness k s = D (where D is a representative grain diameter), whereas domain 3 corresponds to a high bed load transport rate over a flat bed with a constant bed roughness k s = 2.6D. Between these two domains, a transitional domain 2 was identified, for which the bed roughness evolved from D to 2.6D with increasing flow conditions. In this domain, the Darcy-Weisbach resistance coefficient f can be approximated using a constant for a given slope. The results using this new flow resistance equation proved to be more accurate than those using equations obtained from simple fittings of logarithmic laws to mean values. The data set indicates that distinguishing domains 2 and 3 is still relevant for bed load. In particular, the data indicate a slope dependence in domain 2 but not in domain 3. A bed load model, based on the tractive force concept, is proposed. Finally, flow resistance and bed load equations were used together to calculate both shear stress and bed load from the flow discharge, the slope, and the grain diameter for each run of the data set. Efficiency tests indicate that new equations (implicitly taking a feedback mechanism into account) can reduce the error by a factor of 2 when compared to other equations currently in use, showing that feedback between flow resistance and bed load can improve field bed load modeling.

Colloque avec actes et comité de lecture. Internationale.; International audience; Des expériences en canal à surface libre ont été menées afin d'étudier les interactions entre les structures turbulentes et des particules en mouvement. La vélocimétrie par image de particule a permis de mesurer simultanément les caractéristiques de l'écoulement et du mouvement des particules. Ces mesures permettent de quantifier le rôle des éjections et des sweeps dans le transport de particules. Les particules utilisées sont des billes de verre et de céramique. Nous avons testé 5 conditions hydrauliques avec des Reynolds variant de 3000 à 30000. Après avoir défini la taille de la zone à étudier autour de chaque bille, qui varie entre 40 et 85 unités de paroi, nous avons observé que 60 à 80% des billes sont transportées par des éjections et des sweeps qui ont une intensité 2 à 10 fois plus forte que la moyenne. Enfin, nous avons observé une forte corrélation entre la vitesse verticale des billes et celle des structures.

Pagnier Philippe, Morel R., Champagne Jean-Yves, Henry Cheryl, Bois Gérard, El Ghazzani El Mostafa. 1 -Prédiction de l'apparition de la cavitation dans un inducteur placé en amont d'une roue centrifuge. In: L'école française de l'eau au service du développement mondial. Congrès de la Société Hydrotechnique de France. 25èmes journées de l'hydraulique. Chambéry, du 15 au 18 septembre 1996. Tome 1, 1998.